JPH07333911A - 電子写真用キャリア及び電子写真用帯電付与部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 帯電安定性、キャリア劣化防止、環境安定性
等を向上させ、画像への濃度ムラや背景部汚れのない優
れた画質を得ることができる電子写真用キャリア及び帯
電付与部材を提供しようとするものである。 【構成】 前記樹脂として、下記一般式(1) 又は(2) で
表される芳香族ポリエステル樹脂を用いて芯材を被覆し
た電子写真用キャリア、及び、帯電付与部材である。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真法、静電記録
法等により形成される静電荷像を二成分現像剤で現像す
るときに用いる電子写真用キャリア及び帯電付与部材に
関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真法など静電荷像を経て画像情報
を可視化する方法は、現在様々な分野で利用されてい
る。電子写真法では、帯電、露光工程で感光体上に静電
潜像を形成し、トナーを含む現像剤で静電潜像を現像
し、転写、定着工程を経て可視化される。ここで用いる
現像剤は、トナーとキャリアからなる二成分現像剤と、
磁性トナーなどのように単独で用いる一成分現像剤があ
るが、二成分現像剤は、キャリアが現像剤の攪拌、搬
送、帯電などの機能を分担し、現像剤として機能が分離
されているため、現像剤の設計が容易であり、現在広く
用いられている。

【０００３】特に、樹脂被覆キャリアを用いる現像剤
は、帯電制御性が優れ、環境依存性並びに経時安定性の
改善が比較的容易である。また、現像方法としては、古
くはカスケード法などが用いられてきたが、現在は現像
剤搬送担体として磁気ロールを用いる磁気ブラシ法が主
流である。

【０００４】二成分現像剤を用いる磁気ブラシ法には、
現像剤の帯電劣化による画像濃度の低下、著しい背景部
汚れの発生、画像へのキャリアの付着による画像の荒
れ、キャリアの消費、及び、画像濃度ムラの発生などの
問題がある。現像剤の帯電劣化は、キャリアコート層へ
のトナー成分の固着又はコートの剥がれなどにより発生
し易く、また、コート層が不均一である場合は、湿度、
温度などの環境変動時、トナー追加時及び高トナー濃度
時に背景部汚れ等を発生する傾向がある。

【０００５】これらの帯電劣化を防止するため、被覆樹
脂の硬度を上げて剥離を抑制したり、被覆樹脂の表面エ
ネルギーを下げることにより、キャリアコート層へのト
ナー成分の固着を防止したり、これらの方法を併用して
帯電劣化を防止する努力がなされてきた。

【０００６】しかし、硬度を上げたり、表面エネルギー
を下げても、芯材との密着性が悪い場合はもちろん、密
着性が良い場合でも、被覆樹脂が芯材の凹部に付着し易
いので、芯材の凸部は露出して均一なコート層を形成す
ることが困難であった。また、硬い樹脂は変形に対して
脆く、キャリアの現像機内部での機械的ストレスによ
り、コート層が剥がれ易くなるという問題があった。

【０００７】そのような中で、耐湿性及び耐久性に優れ
たキャリアとして、ビスフェノールＡの二量体とテレフ
タル酸を用いた芳香族ポリエステルカーボネート樹脂を
芯材に被覆したキャリアが提案された（特開平２─２３
９２５５号公報参照）が、前記樹脂は溶剤に極めて溶け
難く、芳香環密度が比較的低いため、強度が十分でな
く、帯電維持性に問題があった。

【０００８】他方、コート層を均一で堅固にコーティン
グする方法として、被覆樹脂と核体粒子を乾燥状態で混
合した後、被覆樹脂を溶融して被膜を形成する方法が提
案されているが、最近における画質向上のためのトナー
粒子の小径化、トナー材料の低融点化などを考慮する
と、上記の方法も必ずしも充分な効果を有しているとは
直ちに言えない。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を解消し、次の特徴を備えた電子写真用キャリア及び帯
電付与部材を提供しようとするものである。 (1) 環境変動に基づく帯電性変化を抑制して画質維持性
を改善すること。 (2) トナー追加時の背景部汚れを改善し、現像剤、帯電
付与部材の長寿命化を可能にすること。 (3) キャリア付着を防止して高画質を確保すること。 (4) 黒ベタ及び細線を有する画像の再現性が優れている
こと。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明者等は、環境安定
性、帯電維持性及び画質維持性の優れた被覆樹脂を鋭意
検討する中で、特定の芳香族ポリエステル樹脂を用いる
ことにより、上記の特性を確保できることを見出し、本
発明を完成した。本発明の具体的な態様は、以下のとお
りである。

【００１１】(1) 芯材に樹脂を被覆した電子写真用キャ
リアにおいて、前記樹脂が下記一般式(1) 又は(2) で表
される芳香族ポリエステル樹脂を含有することを特徴と
する電子写真用キャリア。

【００１２】

【化２】

【００１３】(2) 芯材に樹脂を被覆した電子写真用帯電
付与部材において、前記樹脂が上記(1) 記載の芳香族ポ
リエステル樹脂を含有することを特徴とする電子写真用
帯電付与部材。

【００１４】

【作用】本発明は、上記特定の芳香族ポリエステル樹脂
を含有する被覆樹脂を用いることにより、電子写真用キ
ャリア及び帯電付与部材の帯電安定性、キャリア劣化防
止、環境安定性等を向上させ、その結果、画像への濃度
ムラや背景部汚れのない優れた画質を得ることに成功し
た。

【００１５】本発明で使用する芳香族ポリエステル樹脂
の具体例としては、次式のものを挙げることができる。
なお、式中、ｎは１５〜４００、好ましくは３０〜３０
０、より好ましくは５０〜２００の範囲が適している。
ｎが１５未満では、強度が不十分であり、耐久性が低下
する。ｎが４００を越えると、溶媒への溶解性が低下す
るため、不均一な被膜しか得られず、帯電性が不安定に
なり易い。

【００１６】

【化３】

【００１７】

【化４】

【００１８】

【化５】

【００１９】

【化６】

【００２０】

【化７】

【００２１】

【化８】

【００２２】

【化９】

【００２３】

【化１０】

【００２４】

【化１１】

【００２５】

【化１２】

【００２６】

【化１３】

【００２７】

【化１４】

【００２８】

【化１５】

【００２９】

【化１６】

【００３０】本発明で使用する被覆樹脂は、芳香族ポリ
エステル樹脂単体で使用できるが、他の樹脂を混合して
も使用できる。他の樹脂としては、フッ化ビニリデン、
テトラフロロエチレン、ヘキサフロロプロピレン、モノ
クロロトリフロロエチレン、モノクロロエチレン、トリ
フロロエチレンなどのビニル系フッ素含有モノマーの単
独重合体もしくは共重合体；スチレン、クロルスチレ
ン、メチルスチレン等のスチレン類；メチルメタクリレ
ート、メチルアクリレート、プロピルアクリレート、ラ
ウリルアクリレート、メタクリル酸、アクリル酸、ブチ
ルメタクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキ
シルアクリレート、エチルメタクリレート等のα−メチ
レン脂肪族モノカルボン酸類；ジメチルアミノエチルメ
タクリレートなどの含窒素脂肪族モノカルボン酸類；ア
クリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類；
2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジン等のビニルピリジ
ン類；ビニルエーテル類；ビニルケトン類：エチレン、
プロピレン、ブタジエン等のオレフィン類；メチルシリ
コン、メチルフェニルシリコン等のシリコン類などの単
独重合体、又は共重合体を使用することができる。ま
た、ビスフェノール、グリコール等を含むポリエステル
類を使用することができる。

【００３１】被覆樹脂中の芳香族ポリエステル樹脂の配
合量は、５〜１００重量％、好ましくは１０〜１００重
量％の範囲が適しており、５重量％を下回ると、芳香族
ポリエステル樹脂の効果が得られない。また、他の樹脂
を併用する場合でも、芳香族ポリエステル樹脂が硬く、
耐衝撃性、耐磨耗性に優れた特性を有するところから、
他の樹脂が本来持つ脆さや被膜の不均一性を補い、上記
の効果が奏されるものと思われる。

【００３２】本発明で使用する核体粒子としては、フェ
ライト粒子、造粒マグネタイトなどほぼ球形の形状を有
し、表面性の制御可能な粒子が適しており、平均粒径が
２０〜１２０μｍ程度の範囲が好ましい。また、本発明
の帯電付与部材については、金属スリーブやブレード表
面に、上記の被覆樹脂をコートしたものである。

【００３３】本発明のキャリアの製造方法は、次のとお
りである。 上記の芳香族ポリエステル樹脂又はこれを含有する被
覆樹脂を溶剤に溶解した後、核体粒子と混合し、減圧下
で加熱、混練して溶剤を揮発させ、核体粒子を被覆する
方法。 上記の方法で被覆された粒子の表面に、前記の被覆
樹脂より低い融点を有する他の樹脂を用い、前記被覆樹
脂より低い温度で他の樹脂を溶融して被覆する複層被覆
方法。 上記の方法で被覆された粒子の表面に、前記の被覆
樹脂を溶解しない溶剤に他の樹脂を溶解し、溶液コート
法で被覆する複層被覆方法。 なお、上記の方法に使用する製造装置としては、加熱型
ニーダー、加熱型ヘンシェルミキサー、ＵＭミキサー、
プラネタリーミキサーなどを挙げることができる。

【００３４】本発明のキャリアは、トナーと混合して二
成分現像剤として用いられる。トナーは結着樹脂中に着
色剤を分散させたものである。トナーに使用する結着樹
脂としては、スチレン、パラクロロスチレン、α−メチ
ルスチレン等のスチレン類；（メタ）アクリル酸メチ
ル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸ｎ
−プロピル、（メタ）アクリル酸ラウリル、（メタ）ア
クリル酸2-エチルヘキシル等のα−メチレン脂肪族モノ
カルボン酸エステル類；（メタ）アクリロニトリル等の
ビニルニトリル類；2-ビニルピリジン、4-ビニルピリジ
ン等のビニルピリジン類；ビニルメチルエーテル、ビニ
ルイソブチルエーテル等のビニルエーテル類；ビニルメ
チルケトン、ビニルエチルケトン、ビニルイソプロペニ
ルケトン等のビニルケトン類：エチレン、プロピレン、
イソプレン、ブタジエン等の不飽和炭化水素類及びその
ハロゲン化物、クロロプレン等のハロゲン系不飽和炭化
水素類などの単量体による重合体、又は、これらの単量
体を２種以上組み合わせて得られる共重合体、さらに
は、これらの混合物、また、ロジン変性フェノールホル
マリン樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウ
レタン樹脂、ポリアミド樹脂、セルロース樹脂、ポリエ
ーテル樹脂等の非ビニル縮合系樹脂、又は、これらと上
記のビニル系樹脂との混合物を挙げることができる。

【００３５】トナーに用いる着色剤としては、カーボン
ブラック、ニグロシン染料、アニリンブルー、カルコオ
イルブルー、クロムイエロー、ウルトラマリンブルー、
メチレンブルー、ローズベンガル、フタロシアニンブル
ー又はこれらの混合物を挙げることができる。

【００３６】着色剤以外のトナー成分としては、電荷制
御剤、オフセット防止剤、流動性向上剤などがあり、必
要に応じて磁性体微粉末を含有してもよい。また、シリ
カ、チタニア、アルミナ等の流動化剤やポリスチレン微
粒子、ポリメチルメタクリレート微粒子、ポリフッ化ビ
ニリデン微粒子等のクリーニング助剤又は転写助剤など
の外添剤を用いることができる。特に、一次平均粒径が
５〜３０ｎｍの疎水性シリカが好ましく用いられる。さ
らに、内添剤として、サリチル酸金属塩、含金属アゾ化
合物、ニクロシンや四級アンモニウム塩等の電荷制御
剤、低分子量ポリプロピレン、低分子量ポリエチレン、
ワックス等のオフセット防止剤などの公知の他の成分を
添加することができる。特に、重量平均分子量が５００
〜５０００の低分子量ポリプロピレンが好適である。ト
ナーの粒径は、小径化すると高画質傾向があり、５〜１
２μｍ、好ましくは５〜１０μｍの平均径を有すること
が好ましい。

【００３７】

【実施例】以下、本発明を実施例により説明するが、こ
れにより本発明が限定されるものではない。なお、実施
例において「部」は重量部を意味する。 〔実施例１〕前記樹脂(1) で表される芳香族ポリエステ
ル樹脂（ｎ＝６０）２０部を塩化メチレン５００部に溶
解し、この溶液とＣｕ−Ｚｎフェライト（パウダーテッ
ク社製、平均粒径５０μｍ）１０００部を５Ｌ小型ニー
ダーに投入し、室温、常圧で１５分間混合溶解した後、
攪拌しながら減圧加熱して溶剤である塩化メチレンを留
去し、その後、１０５μｍの篩で篩分してキャリアを得
た。

【００３８】〔実施例２〕前記樹脂(1) で表される芳香
族ポリエステル樹脂（ｎ＝１６０）１０部及びポリメタ
クリル酸メチル（三菱レイヨン社製ＢＲ−８３）１０部
をトリクレン４００部に溶解し、この溶液とＣｕ−Ｚｎ
フェライト（パウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）
１０００部を５Ｌ小型ニーダーに投入し、室温、常圧で
１５分間混合溶解した後、攪拌しながら減圧加熱して溶
剤であるトリクレンを留去し、その後、１０５μｍの篩
で篩分してキャリアを得た。

【００３９】〔実施例３〕前記樹脂(7) で表される芳香
族ポリエステル樹脂（ｎ＝９０）２０部を塩化メチレン
４００部に溶解し、この溶液とマグネタイト（富士電気
化学社製、平均粒径５０μｍ）１０００部を５Ｌ小型ニ
ーダーに投入し、室温、常圧で１５分間混合溶解した
後、攪拌しながら減圧加熱して溶剤である塩化メチレン
を留去し、その後、１０５μｍの篩で篩分してキャリア
を得た。

【００４０】〔実施例４〕前記樹脂(1) で表される芳香
族ポリエステル樹脂（ｎ＝６０）１０部をトリクレン５
００部に溶解し、この溶液とＣｕ−Ｚｎフェライト（パ
ウダーテック社製、平均粒径５０μｍ）１０００部を５
Ｌ小型ニーダーに投入し、室温、常圧で１５分間混合溶
解した後、攪拌しながら減圧加熱して溶剤であるトリク
レンを留去し、その後、１０５μｍの篩で篩分してキャ
リア粒子を得た。このキャリア粒子５００部とポリメタ
クリル酸メチル（三菱レイヨン社製、ＢＲ８７）５部と
を加熱ヒーターを備えた１Ｌ小型ニーダーに投入し、室
温で５分間混合し、次いで、熱媒温度を１８０℃に昇温
して４０分間攪拌混練した後、ヒーターを切り、攪拌を
しながら５０分間冷却した。その後、１０５μｍの篩で
篩分してキャリアを得た。

【００４１】〔比較例１〕ビスフェノールＡを用いた芳
香族ポリカーボネート樹脂（帝人化成製、Ｃ−１４０
０）２０部をトルエン４００部に溶解し、この溶液とＣ
ｕ−Ｚｎフェライト（パウダーテック社製、平均粒径５
０μｍ）１０００部を５Ｌ小型ニーダーに投入し、室
温、常圧まで１５分間混合溶解した後、攪拌しながら減
圧加熱して溶剤であるトルエンを留去し、その後、１０
５μｍの篩で篩分してキャリアを得た。

【００４２】〔比較例２〕ポリメタクリル酸メチル（三
菱レイヨン社製、ＢＲ−８３）２０部を、トルエン４０
０部に溶解し、この溶液とＣｕ−Ｚｎフェライト（パウ
ダーテック社製、平均粒径５０μｍ）１０００部を５Ｌ
小型ニーダーに投入し、室温、常圧まで１５分間混合溶
解した後、攪拌しながら減圧加熱して溶剤であるトルエ
ンを留去し、その後、１０５μｍの篩で篩分してキャリ
アを得た。

【００４３】〔トナー製造例１〕結着樹脂（スチレン−
ｎブチルメタクリレート，共重合比７０：３０）８７
部、カーボンブラック（キャボット社製、ＢＰＬ）８
部、帯電制御剤（保土谷化学社製、ＴＲＨ）１部及びポ
リプロピレンワックス（三洋化成社製、６６０Ｐ）４部
を用い、混練粉砕法で平均粒径７．５μｍのトナー粒子
を得た。このトナー粒子１００部に対してコロイダルシ
リカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）１部を添加して
ヘンシエルミキサーで混合して評価用トナーを得た。

【００４４】（画質評価試験）実施例１〜４及び比較例
１、２で得たキャリアを、トナー濃度５％となるように
トナー製造例１で得たトナーと混合して評価用現像剤を
作製した。この現像剤について、富士ゼロックス社製Ｖ
ＩＶＡＣＥ４００改造機を用いて画質評価を行い、表１
の結果を得た。表１から明らかなように、実施例１〜４
の現像剤は比較例１、２に対して画質安定性が良く、コ
ート層の耐剥離性も優れていることが分かる。

【００４５】

【表１】

【００４６】〔実施例５〕前記樹脂(1) で表される芳香
族ポリエステル樹脂（ｎ＝６０）２０部をトルエン８０
０部に溶解してトルエン溶液を調製した。そして、富士
ゼロックス社製レーザープリンター４１０５用のステン
レス製の現像ロールスリーブを、上記トルエン溶液中に
ディッピングしてロールスリーブ上に０．００６ｇ／ｃ
ｍ² の被膜を形成した。

【００４７】〔比較例３〕富士ゼロックス社製レーザー
プリンター４１０５用現像ロールスリーブ（ステンレス
製）をそのまま使用した。

【００４８】（トナーの製造例２）結着樹脂（スチレン
−ｎ−ブチルメタクリレート、共重合比７０：３０）４
４部、マグネタイト粉（戸田工業社製、ＥＰＴ−１００
０）５０部、帯電制御剤（保土谷化学社製、ＴＲＨ）２
部及びポリプロピレンワックス（三洋化成社製、６６０
Ｐ）４部を用い、混練粉砕法で平均粒径９．０μｍのト
ナー粒子を得た。そして、このトナー粒子１００部及び
コロイダルシリカ（日本アエロジル社製、Ｒ９７２）
０．８部をヘンシェルミキサーで混合して評価用トナー
を得た。

【００４９】（画質評価試験）実施例４及び比較例３で
得た現像ロールスリーブを、富士ゼロックス社製レーザ
ープリンター４１０５に装着し、トナー製造例２のトナ
ーを用いて画質評価試験を行い、表２の結果を得た。表
２から明らかなように、実施例４の現像ロールスリーブ
の方が画質安定性が優れていることが分かる。

【００５０】

【表２】

【００５１】

【発明の効果】本発明は、上記の構成を採用することに
より、キャリア及び帯電付与部剤表面へのコート均一性
を向上させることができ、その結果、帯電維持性及び画
質維持性を大幅に向上させることができ、画像への濃度
ムラや背景部汚れのない優れた画質を得ることができる
ようになった。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯材に樹脂を被覆した電子写真用キャリ
   アにおいて、前記樹脂が下記一般式(1) 又は(2) で表さ
   れる芳香族ポリエステル樹脂を含有することを特徴とす
   る電子写真用キャリア。 【化１】
2. 【請求項２】 芯材に樹脂を被覆した電子写真用帯電付
   与部材において、前記樹脂が請求項１記載の芳香族ポリ
   エステル樹脂を含有することを特徴とする電子写真用帯
   電付与部材。